Problem 9.10
หัวข้อ: การเสียรูปของของแข็ง (The Deformation of Solids)
ลวดโลหะยาว 2.00 m พื้นที่หน้าตัด 0.0500 cm² มีค่ามอดูลัสของยังส์เท่ากับ 2.00×10¹¹ N/m² ถ้านำลวดดังกล่าวดึงมวล 1,000 kg จากหยุดนิ่งให้เคลื่อนท่ี ขึ้นในแนวดิ่งด้วยความเร่งคงที่เป็นระยะทาง 10.0 m ภายในเวลา 2.00 s ลวดดัง กล่าวจะยืดออกเท่าใด?
คำตอบ
\(\Delta L = 2.96 cm \;\blacksquare\)
\(\Delta L = 2.96 cm \;\blacksquare\)
ดูวิธีทำ
กำหนดให้ \(L = 2.00 m, A = 0.0500\times 10^{-4} m^{2}, Y = 2.00\times 10^{11} N/m^{2},\)
\(m = 1,000 kg, u = 0 m/s, s = 10.0 m, t = 2.00 s\)
และ \(g = 9.80 m/s^{2}\)
จาก \(Σ\vec{F} = m\vec{a}\)
\(F - mg = m(\frac{2(s - ut)}{t^{2}});\vec{s}=\vec{u}t+\frac{1}{2}\vec{a}t^{2}\)
\(σA - mg =\frac{2ms}{t^{2}};σ=\frac{F}{A},u=0m/s\)
\(YεA - mg =\frac{2ms}{t^{2}}; Y =\frac{σ}{ε}\)
\(Y(\frac{\Delta L}{L})A - mg =\frac{2ms}{t^{2}}; ε =\frac{\Delta L}{L}\)
\(\Delta L =\frac{mL}{AY}(g +\frac{2s}{t^{2}})\)
\(\Delta L = 2.96 cm \;\blacksquare\)